- 陈荣杰;王龙洲;李清海;周会;张衍国;
文章进行了生物质中木质素的水热转化研究，采用响应面法研究了温度、反应时间和水固质量比等反应条件对生物油产量的影响。研究结果显示，木质素转化为生物油和生物油脱水缩合生成焦炭的两步竞争反应决定了最终的产油率。提高温度可以增加活化分子的数量，促进水解反应朝正向进行。然而，过高的温度（>340℃）和较长的反应时间（>35 min）会加剧油相产物脱水和自由基缩合反应，导致生物油产率下降。生物油生产存在一个最佳的水固比，适宜的水量可以在提供足够溶解度的同时，不过度稀释中间产物，为油相产物的生成创造有利条件。RSM模型的方差分析结果表明，模型与实验结果符合性良好。通过模型预测和实验验证显示，当木质素在335.6℃保持32 min，水与木质素质量比为10.2∶1时，生物油产率最大，可达到20%。
2023年03期 v.41;No.295 285-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 794K] [下载次数：47 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：24 ] - 周军;李帅帅;周轩;梁光川;
利用相对完善的天然气管网输送氢气，是现阶段实现氢气低成本运输的有效途径之一。为了确定多气源天然气管网的最优掺氢位置，文章采用沃泊热值指数、A.G.A指数、韦弗指数3种判定方法分析了氢气和天然气的互换性，确定了满足天然气互换性要求的最大掺氢比例。为了满足天然气管网掺氢后的水力工况，采用Pipeline Studio软件对掺氢后的天然气管道和某20节点天然气管网系统的运行工况进行仿真，从天然气管网节点压力和节点气质两个方面分析了掺氢比例对管网输送工况的影响，从而确定了天然气管网中的最优掺氢位置。研究结果表明：不同判定方法对掺氢比例的要求不同，需要综合考虑多种判定方法允许的掺氢比例；某20节点多气源天然气管网系统的最优掺氢位置为节点N14。
2023年03期 v.41;No.295 291-297页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 张振扬;解辉;
随着我国“双碳”目标的提出，清洁能源产业开始迅速推进，作为“零碳”能源-氢能的重要高效载体，液氢是保证氢能规模化应用的有效实施途径。文章对当前全球液氢生产方法和产能现状进行了梳理，介绍了液氢的制取方法、储运技术及特点，并对液氢技术路线在加注终端前的经济性进行了分析，梳理了我国涉及液氢技术的相关标准，总结了液氢技术路线的特点，得出以液氢作为氢能规模化发展载体将适用于我国氢能发展路线的结论，最后提出了我国未来氢能规模化发展的建议。
2023年03期 v.41;No.295 298-305页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K] [下载次数：1498 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 李兆全;解飞;王庆凯;卢鹏;李志军;
文章利用在辽河入海口地区测得的太阳辐射数据，比较了现有的17个倾斜面太阳辐射计算模型在不同天气工况下的准确性。分析结果表明：阴天工况下Gueymard模型精度最高，其次是各向同性模型；多云工况下，Willmott模型与实测值较为吻合；晴天工况下，Reindl模型的综合表现状况最好；在不区分天气工况下，Willmott模型和Reindl模型的精度较高。同时，通过改写Reindl模型的各向同性组分建立新的计算模型，用实测数据分析在不区分天气条件下新模型的精度，结果显示新模型的计算精度明显提高。利用logistic函数建立小时散射辐射分数与小时晴空指数的关系，并采用新模型计算辽河入海口地区冬季不同倾斜面单位面积所接收的太阳辐照量，结果表明，对于冬季的辽河入海口地区，太阳能采集装置布置的最佳方位角为-20～30°、倾角为50～70°，总太阳辐射量最高可达1 200 MJ/m~2。
2023年03期 v.41;No.295 306-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 1176K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 王罗坚;孙健;李志威;杜海权;谢凡;
文章提出了一种以碳化硅泡沫陶瓷作为吸热板的双层玻璃盖板太阳能空气集热器，并在直通结构的基础上，设计了一种折流通道结构。建立了集热器的三维物理数学模型，采用有限体积法对模型进行了求解，对太阳辐射强度、介质入口流速与入口温度对性能的影响进行了分析。结果表明，在太阳辐射强度为800 W/m2的条件下，介质入口流速为1～6 m/s，直通式模型和折流式模型的最高集热效率分别为80.12%,78.49%，最高的出口温度分别为312.2,326.87 K。相同条件下，两种集热器的集热效率相比传统的板式集热器提升了20%～30%。研究结果为碳化硅泡沫陶瓷材料提供了一种新的工程应用方向，并为太阳能集热器的优化设计提供了理论基础。
2023年03期 v.41;No.295 314-320页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K] [下载次数：189 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 张瑞君;陈国良;宋春草;何伟;
为克服太阳能不连续与不稳定引起的建筑物室内温度波动的现象，文章以石蜡与高岭土为试验原料，制备一种用于建筑墙体隔热保温的新型高岭土基相变储热材料。采用XRD,SEM,FTIR和DSC测试方法研究了相变储热材料的结构与性能。结果表明：高岭土具有良好的吸附性能，能物理吸附大量的石蜡至其孔隙结构；石蜡高岭土相变储热材料的熔融和冷凝温度分别为27.5,25.3℃，熔融和冷凝相变潜热值分别为33.5,32.9J/g；服役期间，石蜡未从储热材料中泄露，也未与高岭土化学键合；经1 000次循环试验后，储热材料的相变温度与相变潜热值变化不显著。高岭土优异的吸附能力赋予了该储热材料优异的吸储热能力。高岭土与石蜡较好的物理化学相容性使储热材料具有优良的化学稳定性。
2023年03期 v.41;No.295 321-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 1166K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 练继建;赵昊;杨旭;王小合;刘玉飞;杨庆山;
筒型基础具有海上施工效率高、建造成本低等优点，已成功应用于实际工程。为了进一步降低筒型基础结构的制造成本，避免建造、运输、安装过程中钢制筒裙的屈曲，文章研究并优化了混凝土筒壁和钢质内分舱板的组合式筒型基础结构。首先，针对厚壁筒型基础沉放安装难度增加问题，开展了室内试验，研究了粉质黏土中厚壁沉放阻力计算方法；然后，利用三维有限元模型对该组合式筒型基础在位状态下的结构受力进行了分析。研究结果表明：考虑形状和深度系数的端阻力计算公式可以用于该新型风电基础；混凝土筒壁+钢质内分舱板组合式筒型基础倾斜率、结构强度和自振频率满足设计要求，且在造价上更为经济。
2023年03期 v.41;No.295 327-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 1289K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 高伟;杨阳;苗继春;张勋奎;
为研究二阶波浪力对15 MW漂浮式风力机动态响应的影响程度，文章以IEA 15 MW风力机和VolturnUS-S平台为研究对象，通过WAMIT计算了平台和频及差频二阶传递函数，采用OpenFAST计算了常规运行工况和极端停机工况下，忽略及考虑二阶波浪力时的平台运动和塔基弯矩。计算结果表明：在运行工况下，平台运动主要受到气动载荷影响，但忽略二阶波浪力将导致塔基面内弯矩最大值偏大9.3%；二阶波浪力对极端停机工况下的平台运动具有显著影响，其可增大纵摇固有频率对应幅值达147.8%；忽略二阶波浪力，也会导致塔基面外弯矩最大值和标准差计算结果偏低10%以上，说明塔架结构强度校核及疲劳分析均应考虑二阶波浪力。
2023年03期 v.41;No.295 333-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 江山;张发;刘庆阳;褚洪民;邱大鹏;孔纲强;王文明;
利用既有风机基础安装大功率风机时，如何对基础进行改造并合理解决新风机和既有基础的连接是老旧风电场改造的核心问题之一。针对此关键问题，文章综合考虑实际施工技术与经济成本，提出了既有基础环与新增锚栓的复合连接方法。利用有限元软件ABAQUS建立了风机基础与基础环精细化有限元模型，分析了既有风机基础及基础环的薄弱位置并揭示其损伤机理；然后，分别对基础环-锚栓内、外复合连接方案进行数值分析，对比风机基础连接改造前后的结构受力性能与响应控制率。研究结果表明：采用内复合连接后，基础环的应力减小38%；采用外复合连接后，基础环的应力减小46%，混凝土的拉应力减小14%。基础环及混凝土的应力水平均有明显降低，建议优先采用外复合连接方案。文章提出的改造方法和数值分析结果可为类似工程提供参考。
2023年03期 v.41;No.295 339-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 2088K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘翔宇;王颖;刘珍;王锦;
在风力机运行过程中，偏侧风状态会导致风能利用率降低，同时降低风机的疲劳寿命。在动态风向变化下，随着侧风角度的变化，风力机叶片上的应变信号存在着规律性变化趋势，但由于应变信号呈现出非平稳、非线性和多种频率成分叠加的复杂特性，使得通过应变信号来揭示侧风角度变化规律有一定难度。文章提出了一种基于应变感知和BP神经网络的风力机风向追踪算法（SPWDP）。首先，通过设计风力机叶片应变测试方案，采集侧风角度变化下的叶片表面的多点应变数据，对应变信号进行变分模态分解（VMD），将叶片应变随侧风角度变化的规律提取出来，定义为风向-应变的特征；然后，使用BP神经网络作为建模算法，对风向-应变特征进行学习，并使用粒子群算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化；最后，得到动态风向跟踪模型。经风洞实验数据验证，所提SPWPD算法在风力机侧风风向判断上具有可行性。
2023年03期 v.41;No.295 345-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 1962K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 冯哲飞;霍志红;魏赏赏;许昌;薛飞飞;郭琛良;
为抑制风电、光伏的波动性，文章建立了梯级水-风-光互补系统的多目标优化调度模型，同时考虑了调度成本与水电出力波动性，提出了一种基于自适应随机模型预测控制的梯级水-风-光高效协调优化方法。该方法利用场景削减技术，进一步抑制风光出力不确定性，并采用自适应变权重方法自动调整多目标权重系数。文章比较了方法改进前、后以及梯级水电站数量对互补系统优化调度结果的影响。系统仿真表明，所提自适应（Stochastic Model Predictive Control, SMPC）方法，可有效抑制风电、光伏的不确定性与波动性，提高水电出力的可靠性与稳定性
2023年03期 v.41;No.295 352-360页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 张瑞成;白晓泽;董砚;邸志刚;孙鹤旭;张靖轩;
针对风电变流器IGBT模块开路故障，在诊断中长时间序列信号的特征时难以提取和识别，文章提出了一种基于栈式稀疏自编码（SSAE）网络和长短期记忆（LSTM）神经网络的开路故障诊断方法。以网侧变流器为主要研究对象，首先，将预处理后的原始电流信号输入SSAE网络，利用无监督学习方式进行逐层贪婪训练，并结合有监督学习方式对SSAE网络进行参数更新和局部微调，进而提取隐含层降维特征，构建特征矩阵；其次，利用LSTM神经网络在处理时间序列中的记忆优势，将特征矩阵作为LSTM网络的输入进行模型的训练；最后，利用Softmax分类器实现故障的识别和分类。诊断结果表明，该方法实现了自动提取网侧变流器的故障电流信号特征；同时所提方法能够风电变流器IGBT模块单一开路和双开路的22种开路故障问题进行准确地识别和分类，平均测试集准确率可达99.64%。
2023年03期 v.41;No.295 361-369页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K] [下载次数：56 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 杨杉;谭博;郭静波;
随着新型能源互联网监测单元数量和类型的不断增多，使得采样率和采样数据量不断增加。为减少采样数据量，减轻传统数据采样负担，文章基于压缩感知理论，提出一种同域采样方法（Unified Domain Sampling,UDS），其本质在于利用压缩感知理论，实现不同类型数据的同域空间投影，通过基于同域空间的投影压缩采样来降低采样数据量。在基于压缩感知的同域空间投影中，利用混沌的伪随机性和循环矩阵的易构性，建立了混沌循环测量矩阵，并基于猫（Cat）映射实现了具体的混沌循环测量矩阵，以及对应的同域采样方法。实验结果表明，文章同域采样方法具有优秀的数据压缩和恢复能力，并且所采用的混沌循环测量矩阵优于传统的高斯循环测量矩阵。
2023年03期 v.41;No.295 370-376页 [查看摘要][在线阅读][下载 1787K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 陈远东;孟辉;包森布尔;史文江;张超;贾鸿益;崔堂贵;顾大可;
针对新能源电网运行调度过程中调度数据量大、各能源设备运行工况复杂等影响因素使得电网调度难度增加的问题，文章建立了一种基于边缘计算的新能源电网云-边协同优化调度模型。首先，结合布置在新能源电网中的多种智能数据传感器，对新能源电网云-边协同调度框架进行分析研究，建立了基于多节点能源-信息交互的新能源电网云-边协同调度模型；然后，以云服务应用层、边缘计算层作为上、下两个优化调度层，建立以新能源电网运行调度成本最优和调度数据传输延时最小为目标的新能源电网双层优化调度模型，并采用多目标蚁群算法进行求解；最后，搭建相应的仿真模型进行仿真验证。仿真结果表明，文章建立的新能源电网多节点云-边协同调度模型可以有效提高调度优化计算效率，并且能够提升新能源电网调度的经济性。
2023年03期 v.41;No.295 377-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 王义贺;李占军;侯敏;张修宇;
直流微电网运行不须考虑频率、相位等因素，并且比交流微电网控制简单，因此具有广阔的发展前景。微网群系统是含有多个微电网、储能及负载的互联系统，微网群系统能够利用各个子网间的能量互济作用来解决单一子网由于出力的随机性和不可预测性给微网带来的冲击。文章针对一种含多个子网的微网群结构，提出了一种分层对等控制策略，在微网群中将各个子网看作储能设备，控制其与微网群系统之间的能量流动。基于MATLAB/SIMULINK进行直流微网群系统仿真，通过设置不同场景验证了该系统的稳定性和自治能力。
2023年03期 v.41;No.295 385-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 周斌;胡济洲;郑云飞;范传光;李蔚栋;
基于湖北省风、光、水等资源禀赋，文章提出了多级能源协同控制策略，针对资源现状进行了分析。基于水电资源优势建立了多能源协同优化模型，分析了火力机组、光伏、风电、水电机组成本，分别针对可再生能源的不确定性以及光伏和水电联合系统进行了建模分析。考虑了火电机组的排放成本，利用总成本和排放为目标进行优化，考虑等式约束和不等式约束。利用考虑约束条件越限的珊瑚优化算法进行模型求解。在仿真模型中说明了所提模型和方法的有效性。
2023年03期 v.41;No.295 394-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 刘富州;萨仁娜;朱永利;张翼;蔡炜豪;
针对风电场集电线路故障后定位困难以及故障样本稀缺问题，文章提出了基于傅里叶分解算法与孪生神经网络相结合的风电场集电线路区段定位方案。傅里叶分解算法适用于集电线路接地故障所产生的瞬态非平稳信号；孪生神经网络可用于对样本集的扩充和辅助训练识别网络。该方案首先提取集电线故障信号线模分量，借助傅里叶分解算法生成时频能量谱；然后借助孪生神经网络扩充样本集，并在该集合上辅助训练定位网络；最后将孪生神经网络分支部分保留以形成定位网络，基于已有故障区段模态，应用定位网络完成对未知故障模态的判别。试验结果表明，文章提出的算法在小样本情况下比传统行波法更适合风电场集电线路故障定位。
2023年03期 v.41;No.295 401-410页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 胡凯利;轩建举;刘智伟;朱建良;
随着柔性负荷接入电网的比例不断增多和新能源逐渐向集群化并网发展，如何在柔性负荷剧烈波动和保障电网强度的条件下优化调度新能源集群并网出力，已成为迫切需要解决的问题。文章首先从系统架构、集群化并网特点和短路容量计算方面对新能源集群并网进行了分析，在此基础上给出了新能源集群并网点短路比、广义短路比、运行广义短路比的计算方法；其次分析了近年来激增的柔性负荷分类及特点，研究了柔性负荷接入下的运行广义短路比；最后研究了柔性负荷波动下，以运行广义短路比最大为目标的新能源集群并网出力优化调度方案，并通过算例与传统等比例原则调度方案进行了对比。结果表明，所给方案能够在满足电网功率波动的情况下，保障新能源集群并网强度，实现新能源出力优化分配。
2023年03期 v.41;No.295 411-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 1817K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘汇;丁成林;石玲;邵友林;王世明;
为深入分析水平轴潮流能发电装置的水动力性能，文章建立了叶轮和导流罩模型，使用计算流体力学理论（CFD）和流体仿真软件FLUENT对水轮机叶轮与导流罩周围的流场分布进行模拟分析，并对3种叶片数和6种导流罩张角下的水轮机进行数值模拟，模拟结果表明：当叶片数为4，导流罩张角为25°时，水轮机输出功率与获能效率均达到了较为理想的效果。研究结果可为今后新型水平轴潮流能发电装置的结构设计与优化提供参考和依据。
2023年03期 v.41;No.295 420-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 1838K] [下载次数：166 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] 下载本期数据